10单元过关检测

时间：90分钟满分：100分)

一、选择题(本大题共12个小题，每小题5分，共计60分．每小题只有一个答案正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内)

1．如图所示，一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴oo′以恒定的角速度ω转动，从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，则在0～这段时间内( )

a．线圈中的感应电流一直在减小。

b．线圈中的感应电流先增大后减小。

c．穿过线圈的磁通量一直在减小。

d．穿过线圈的磁通量的变化率先增大后减小。

2．如图所示，l1、l2是高压输电线，图中两电表示数分别是220 v和10 a，已知图(甲)中原、副线圈匝数比为100∶1，图(乙)中原、副线圈匝数比为1∶10，则( )

a．图(甲)中的电表是电压表，输电电压为22 000 v

b．图(甲)是电流互感器，输电电流是100 a

c．图(乙)中的电表是电压表，输电电压为22 000 v

d．图(乙)是电流互感器，输电电流是10 a

3．(2024年北京海淀期末)如图所示，矩形导体线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴oo′匀速转动，沿着oo′方向观察，线圈沿逆时针方向转动．已知匀强磁场的磁感应强度为b，线圈匝数为n，ab边的边长为l1，ad边的边长为l2，线圈电阻为r，转动的角速度为ω，则当线圈转至图示位置时( )

a．线圈中感应电流的方向为abcda

b．线圈中的感应电动势为2nbl2ω

c．穿过线圈的磁通量随时间的变化率最大。

d．线圈ad边所受安培力的大小为。

4．(2024年浙江理综)如图所示，在铁芯上、下分别绕有匝数n1＝800和n2＝200的两个线圈，上线圈两端与u＝51 sin 314t v的交流电源相连，将下线圈两端接交流电压表，则交流电压表的读数可能是( )

a．2.0 vb．9.0 v

c．12.7 vd．144.0 v

5．如图所示，理想变压器初级线圈的匝数为n1，次级线圈的匝数为n2，初级线圈的两端a、b接正弦交流电，电压表v的示数为220 v，负载电阻为r＝44 ω，电流表a1的示数是0.20 a．下列说法正确的是( )

a．初级线圈和次级线圈的匝数比为2∶1

b．初级线圈和次级线圈的匝数比为4∶1

c．电流表a2的示数为1.0 a

d．电流表a2的示数为0.4 a

6．如图所示，一个匝数为10的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，周期为t.若把万用电表的选择开关拨到交流电压挡，测得a、b两点间的电压为20.0 v，则可知：

从中性面开始计时，当t＝t/8时，穿过线圈的磁通量的变化率约为( )

a．1.41 wb/s b．2.0 wb/s

c．14.1 wb/s d．20.0 wb/s

7．如图所示，p为一理想自耦变压器的滑片，q为滑动变阻器的滑动触头．在输入交变电压一定的条件下，下列说法正确的是( )

a．q不动，p向下移动，电流表示数减小，电压表示数增大。

b．q不动，p向上移动，电流表示数减小，电压表示数增大。

c．p不动，q向上移动，电流表示数增大，电压表示数不变。

d．p不动，q向下移动，电流表示数增大，电压表示数不变。

8．如图甲，两个相同的灯泡串联，并和电压表、电流表一起连接在正弦交变电源上，每只灯泡的电阻r＝110 ω.如图乙是交变电源输出电压随时间t变化的图象，则( )

a．电压表读数是311 v

b．电流表读数是a

c．每只小灯泡两端电压随时间变化的规律是ur＝311cos (100πt) v

d．通过每只灯泡的电流随时间变化的规律是i＝cos (100πt) a

9．某小型水电站的电能输送示意图如下图所示，发电机的输出电压为200 v，输电线总电阻为r，升压变压器原、副线圈匝数分别为n1、n2，降压变压器原、副线圈匝数分别为n3、n4(变压器均为理想变压器)．要使额定电压为220 v的用电器正常工作，则( )

a.＝b. <

c．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压。

d．升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率。

10．(2024年福建理综)图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n1∶n2＝5∶1，电阻r＝20 ω，l1、l2为规格相同的两只小灯泡，s1为单刀双掷开关．原线圈接正弦交变电源，输入电压u随时间t的变化关系如图乙所示．现将s1接1、s2闭合，此时l2正常发光．下列说法正确的是( )

a．输入电压u的表达式u＝20sin (50πt) v

b．只断开s2后，l1、l2均正常发光。

c．只断开s2后，原线圈的输入功率增大。

d．若s1换接到2后，r消耗的电功率为0.8 w

11．如图所示，有一理想变压器，原、副线圈的匝数比为n，原线圈接正弦交流电压u，输出端接有一个交流电流表和一个电动机．电动机线圈电阻为r.当输入端接通电源后，电流表读数为i，电动机带动一重物匀速上升，下列判断正确的是( )

a．原线圈中的电流为ni

b．变压器的输入功率为ui/n

c．电动机输出的总功率为i2r

d．电动机两端电压为ir

12．为了测一个已知额定电压为100 v的灯泡的额定功率，设计了如图所示的电路，理想变压器的原、副线圈分别接有理想电流表a和灯泡l，滑动变阻器的阻值范围是0～100 ω，不考虑温度对灯泡电阻的影响，原、副线圈的匝数比为2∶1，交流电源的电压为u0＝440 v，适当调节滑动变阻器的滑片位置，当灯泡在额定电压下正常工作时，电流表a的示数为1.2 a，则( )

a．灯泡的额定功率为60 w

b．灯泡的额定电流为2.4 a

c．滑动变阻器并联部分的阻值为50 ω

d．滑动变阻器消耗的电功率为240 w

二、非选择题(本题共4小题，共40分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)

13．(9分)如图(乙)所示，理想变压器原线圈匝数n1＝440，副线圈匝数n2＝22，在原线圈的两端加如图(甲)所示的交流电压，求：

1)副线圈中电压表的示数；

2)电阻r在什么范围内取值，才能使副线圈电路中电流表的示数不超过2.0 a?

14．(9分)交流发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴oo′匀速转动．一小型发电机的线圈共220 匝，线圈面积s＝0.05 m2，线圈转动的频率为50 hz，线圈内阻不计，磁场的磁感应强度b＝t．用此发电机所发出的交流电带动两个标有“220 v、11 kw”的电动机正常工作，需在发电机的输出端a、b与电机之间接一个理想变压器，电路如图所示，求：

1)发电机的输出电压为多少？

2)变压器原、副线圈的匝数比为多少？

3)与变压器原线圈串联的交流电流表的示数为多大？

15．(10分)如图甲所示，边长为l、电阻为r/2的正方形线框abcd通过滑环与一阻值为r的电阻连成闭合回路，线框置于均匀辐向磁场中，图乙是磁场与线框的俯视图，线框的ab、cd两边所在处的磁感应强度大小均为b，**框绕其中心轴以角速度ω匀速转动的过程中，求：

1)电流表的示数：

2)两滑环间的电压；

3)线框转动一周的过程中外力对线框所做的功．

16．(12分)三峡水利枢纽工程是长江流域治理开发的关键工程，是中国规模最大的水利工程，枢纽控制流域面积1.0×106 km2，占长江流域面积的56%，坝址处年平均流量为q＝4.51×1011 m3，水利枢纽的主要任务包括防洪、发电、航运三方面．在发电方面，三峡电站安装水轮发电机组26台，**机容量(指26台发电机组同时工作时的总发电功率)为p＝1.

82×107 kw，年平均发电量约为w＝8.40×1010 kw·h.该工程于2024年全部竣工，电站主要向华中、华东电网供电，以缓解这两个地区的供电紧张局面．阅读上述资料，解答下列问题(水的密度ρ＝1.

0×103 kg/m3，g取10 m/s2)：

1)若三峡电站上、下游水位差按h＝100 m计算，试推导三峡电站将水流的势能转化为电能的效率η的公式，并计算出效率η的数值．

2)若26台发电机组全部建成并发电，要达到年发电量的要求，每台发电机组平均年发电时间t为多少天？

3)将该电站的电能输送到华中地区，送电功率为p1＝4.5×106 kw，采用超高压输电，输电电压为u＝5×105 v，而发电机输出的电压约为u0＝1.8×104 v．要使输电线上损耗的功率等于输送电功率的5%，求：

发电站的升压变压器原、副线圈的匝数比和输电线路的总电阻．

1解析：线圈从图示位置开始计时，其瞬时感应电流为i＝imcos ωt，在0～内，ωt由0到，所以感应电流在减小，感应电动势在减小，因此也在减小，a正确，b、d错误．但线圈平面与磁场方向的夹角在增大，因而穿过线圈的磁通量增大，c错误．

答案：a2解析：根据输入端的连接关系可知，题图(甲)为电压互感器，图中电表为电压表；图(乙)为电流互感器，图中的电表为电流表．根据变压器的电压、电流与匝数的关系可得，图(甲)中原副线圈电压关系为＝，所以输电电压u1＝22 000 v；图(乙)中原副线圈中电流关系为＝，所以输电电流i1＝100 a，故a正确．

答案：a3解析：由右手定则可知，ad棒中的电流从a到d，选项a错误；图示位置两根导体棒ad、bc同时切割磁感线，感应电动势e＝2nbl2v＝2nbl2·ω＝nbl2·l1ω，选项b错误；此位置穿过线圈的磁通量为零，但磁通量的变化率最大，选项c正确；ad边所受安培力的大小为f安＝nbil2＝nbl2＝，选项d错误．

答案：c4解析：若未考虑铁芯的漏磁因素，上线圈电压有效值u1＝＝36 v，按变压器的变压比＝得u2＝u1＝9.0 v，而实际上副线圈磁通量φ2<φ1，由u＝n得》，则应选a.

答案：a5解析：由p入＝p出得：220×0.2＝i×44，i2＝1 a，c正确、d错误．u2＝i2r2＝44 v，所以匝数比＝＝＝a、b错误．

答案：c6解析：由于电压表测量的是交变电流有效值，由此可以计算出交变电压的最大值为em＝e＝20 v；交变电压的瞬时表达式为：

e＝20sin t；当t＝t/8时的瞬时值为：e＝20 v；由法拉第电磁感应定律知，对应该时刻磁通量的变化率为＝2.0 wb/s，故b正确．

答案：b7解析：题图为升压自耦变压器，当q不变p下移时，n1减小u2增大，副线圈电流i2＝增大，原线圈电流i1增大，读数增大，故a错误；当q不变p上移时n1增大u2减小，读数减小，i2减小，i1也减小，b错误；当p不动时n1不变，由＝知u2不变，读数不变，q上移r减小i2增大i1增大，读数增大，c正确，d错误．

答案：c8解析：由题图乙，输出电压最大值为311 v，则有效值为220 v，故电压表示数应为220 v，a错．电流表示数为1 a，b错．灯泡两端电压随时间变化规律为ur＝cos (100πt) v，c错．电流i＝cos (100πt) a，d正确．

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